DDT污染土壤原位生物修复

发布时间：2017-10-29 11:26

  本文关键词：DDT污染土壤原位生物修复

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【摘要】：DDTs作为持久性有机污染物,在土壤中的降解半衰期几年到十几年不等,尽管已禁用多年,但在农业土壤中仍然常检出DDTs残留,部分地区检出率甚至高达100%,这些DDTs残留不仅对土壤生态系统造成影响,而且能通过食物链威胁人类健康。研究发现土壤微生物在DDTs残留降解过程中扮演主要角色,因此,微生物降解土壤中DDTs残留被认为是经济、高效、安全的方法。为建立一种DDT污染土壤原位生物修复技术,基于前期分离鉴定的DDT降解菌株DDT-1和田间土壤DDTs残留污染调查数据,开展了DDT-1菌剂对室内模拟土壤中DDTs残留的降解作用、对田间小区土壤中DDTs残留的降解作用及降解菌剂田间示范应用与修复安全性评估。主要研究结果如下：选择浙江慈溪某蔬菜基地开展土壤DDTs残留污染调查,结果表明三个区域DDTs残留浓度较高,平均残留浓度分别为0.2、0.19、0.18 mg/kg。选择DDTs残留浓度较高区域开展田间试验。室内模拟土壤中菌株DDT-1接种28天后,华家池中壤土、萧山砂壤土、金华重壤土p,p'-DDT降解率分别为24.5%、21.0%、20.9%,分别是未接种土壤的2.6倍、2.4倍、2.5倍,表明菌剂对不同土壤中p,p'-DDT残留均有较好的降解作用。田间小区试验中,菌剂接种210 d后,土壤中DDTs降解率为38.0%。选择1公顷DDTs高残留区域开展田问示范研究,菌剂使用420 d后,所有接种土壤中DDTs平均降解率为39.6%,其中露地土壤中DDTs平均降解率为38.7%,大棚土壤中DDTs平均降解率为42.1%；菌剂使用后大棚、露地翻耕土壤中DDTs降解率分别为49.4%和47.2%,高于其它未翻耕土壤,表明菌剂对大棚和露地土壤中DDTs残留均有较好的去除作用,并且翻耕能促进其降解。DDT-1降解菌剂修复过程中各接种处理土壤过氧化氢酶活性与未接种对照土壤基本相当,而土壤中性磷酸酶活性仅仅在菌剂使用后期略高于未接种对照土壤。DDT降解菌剂使用初期,露地未种植与种植土壤、大棚未翻耕与翻耕土壤、露地未翻耕与翻耕土壤微生物总体活性(AWCD值)和优势种群大小(Simpson指数)均高于相应未接种对照土壤,菌剂使用中后期,其土壤微生物总体活性和优势种群丰度逐步下降至未接种对照水平；而土壤微生物物种丰富度(Shannon指数)和均一性(McIntosh旨数)始终与未接种对照土壤相当：菌剂修复过程中各处理土壤微生物群落结构多样性与相应对照土壤类似,部分土壤微生物种属相对丰度发生一定变化,其中菌株DDT-1所在的寡养单胞菌属相对丰度呈现一个先上升后下降的趋势。因此,DDT-1降解菌剂的使用是生态安全的。
【关键词】：DDT 寡养单胞菌属DDT-1 土壤 原位生物修复 生态安全性评估
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 文献综述13-23
• 1.1 DDT简介13
• 1.2 环境中DDTs残留现状13-15
• 1.2.1 土壤中DDTs残留现状13-14
• 1.2.2 水体、沉积物中DDTs残留现状14-15
• 1.2.3 生物体内DDTs残留现状15
• 1.3 土壤中DDTs残留的危害15-18
• 1.3.1 DDTs对人类健康危害15-16
• 1.3.2 DDTs残留对土壤动物的的影响16-17
• 1.3.3 DDTs残留对土壤微生物影响17
• 1.3.4 DDTs残留对土壤呼吸和酶活性的影响17-18
• 1.4 土壤中DDTs残留污染修复技术18-21
• 1.4.1 土壤中DDTs残留污染物理/化学修复18
• 1.4.2 土壤中DDTs残留植物修复18-19
• 1.4.3 土壤中DDTs残留微生物修复19-21
• 1.5 土壤中DDTs污染生物修复安全性评价21-22
• 1.6 本文研究目的和意义22-23
• 第二章 蔬菜基地土壤DDTs残留污染调查23-28
• 2.1 引言23
• 2.2 材料与方法23-25
• 2.2.1 药品与试剂23
• 2.2.2 主要仪器与设备23-24
• 2.2.3 供试蔬菜基地24
• 2.2.4 土壤取样24
• 2.2.5 土壤中DDTs残留的提取与净化24
• 2.2.6 GC检测条件与定量方法24-25
• 2.2.7 土壤中DDTs添加回收率实验25
• 2.3 结果与讨论25-27
• 2.3.1 土壤中DDTs的添加回收率25-26
• 2.3.2 蔬菜基地土壤DDTs残留调查结果26-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 蔬菜基地DDTs污染土壤原位生物修复28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 材料与方法28-34
• 3.2.1 药品与试剂28-29
• 3.2.2 仪器和设备29
• 3.2.3 供试菌株与降解菌剂制备29
• 3.2.4 室内模拟试验供试土壤29-30
• 3.2.5 室内模拟试验土壤处理30
• 3.2.6 田间试验区域选择与设计30-32
• 3.2.6.1 田间小区试验设计30-31
• 3.2.6.2 大田示范应用区域设计31-32
• 3.2.7 土壤中DDTs残留的提取与净化32
• 3.2.8 土壤中DDTs残留的检测32-34
• 3.3 结果与讨论34-41
• 3.3.1 室内模拟土壤中DDT-1菌剂对p,p'DDT的降解作用34-36
• 3.3.2 DDT-1菌剂对田间小区土壤中DDTs残留的降解作用36-38
• 3.3.3 DDT-1菌剂田间示范土壤中DDTs残留的降解特征38-41
• 3.4 小结41-42
• 第四章 DDT-1菌剂田间示范应用生态安全性评价42-65
• 4.1 引言42
• 4.2 材料与方法42-50
• 4.2.1 药品试剂42-43
• 4.2.2 仪器和设备43
• 4.2.3 大田示范土壤采样43
• 4.2.4 土壤酶活性测定43-45
• 4.2.4.1 过氧化氢酶测定方法43-44
• 4.2.4.2 中性磷酸酶活性测定方法44-45
• 4.2.5 BIOLOG ECO微平板分析45-46
• 4.2.6 MiSeq测序46-49
• 4.2.6.1 土壤总DNA提取46
• 4.2.6.2 土壤总DNA检测46-48
• 4.2.6.3 PCR扩增引物、体系与条件48-49
• 4.2.7 统计分析49-50
• 4.2.7.1 土壤酶活性分析49
• 4.2.7.2 BIOLOG ECO微平板AWCD分析49
• 4.2.7.3 土壤微生物群落功能多样性分析49
• 4.2.7.4 土壤微生物群落结构多样性分析49-50
• 4.3 结果与讨论50-63
• 4.3.1 DDT-1菌剂大田示范应用对土壤酶活性的影响50-53
• 4.3.1.1 土壤过氧化氢酶活性变化50
• 4.3.1.2 土壤中性磷酸酶活性变化50-53
• 4.3.2 菌剂修复过程中土壤微生物功能多样性的变化53-58
• 4.3.2.1 土壤微生物群落AWCD值的变化53-58
• 4.3.2.2 土壤微生物群落功能多样性指数的变化58
• 4.3.3 菌剂修复过程中土壤微生物群落结构多样性变化58-63
• 4.4 小结63-65
• 第五章 结论65-67
• 参考文献67-76
• 致谢76-77
• 作者简介及攻读期成果77

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本文编号：1112806